Силовые характеристики магнитного поля

Явления, связанные с электропроводностью

Знакомясь с классической электронной теорией проводимости металлов, следует ос­мыслить, что законы Ома и Джоуля – Ленца в дифференциальной форме могут быть выведены на основе представлений классической физики. Обратите внимание на смысл закона Видемана-Франца. Обязательно отметьте общее у таких понятий, как разность потенциалов, ЭДС и напряжение, а также выучите законы Ома и Джоуля – Ленца в интегральной форме. Ознакомьтесь с затруднениями классической электронной теории проводимости металлов и с границами ее применимости.

Особо обратите внимание на практические применения правил Кирхгофа. Они алгоритмизируют схему расчета токов проводимости в разветвленных электрических цепях, заменяя закон Ома, и упрощают решение многих задач. Как и все другие методы, используемые в электротехнике, правила Кирхгофа опираются на два основных закона физики, а именно:

· Первый закон Кирхгофа тождественен закону сохранения заряда.

· Второй закон Кирхгофа – закону сохранения энергии.

Изучая законы электролиза, явление термоэлектронной эмиссии, контактные явления, обратите внимания на примеры их практического применения.

Следует ознакомиться с характерными механизмами электропроводности газов.

6 ЭЛЕКТРОМАГНЕТИЗМ

В данном разделе изучаются свойства и характеристики магнитного поля. Запомните, что покоящиеся заряды его не создают. Через него осуществляется взаимодействие между движущимися электрическими зарядами – токами. Основополагающим здесь является закон Ампера для силы, действующей перпендикулярно элементу тока со стороны магнитного поля; тут же вводится и силовая характеристика поля – вектор магнитной индукции .

Его можно ввести и на основе силы Лоренца, действующей на движущийся заряд со стороны магнитного поля. Сила перпендикулярна скорости частицы и её энергии не меняет.

Направление вектора магнитной индукции, , наиболее просто определяется по его ориентирующему действию на магнитную стрелку или на “свободно” подвешенную рамку с током. Рамкой с током определяют и величину вектора, . Она равна отношению значения максимального механического момента к магнитному моменту рамки с током. Усвойте определение и величины, и направления вектора магнитного момента для контура с током.

Наряду с магнитной индукцией вводится и другая векторная характеристика магнитного поля – напряженность , связанная с для однородного магнетика соотношением: , где μ_о – магнитная постоянная. Проясните физический смысл вектора намагниченности вещества и магнитной проницаемости среды μ., в вакууме .

Необходимо выучить закон Био – Савара – Лапласа. Он определяет вектор индукции , создаваемый элементом тока в заданной точке пространства. Познакомьтесь с тем, как из этого закона и принципа суперпозии полей выводится формула для индукции поля кругового тока, бесконечно длинного прямого тока, однородного поля внутри соленоида.

Те же вычисления становятся намного проще при применении теоремы Стокса о циркуляции вектора напряженности магнитного поля, порождаемого только макротоками.

Очень важной является сила магнитного взаимодействия параллельных токов. На основании величины силы притяжения, приходящейся на метр их длины, определена единица силы тока – Ампер (А), основной в системе СИ, и вычислена магнитная постоянная μ_о.

Релятивистское толкование взаимодействия проводника с током и движущегося электрического заряда органически связано с принципом относительности Эйнштейна.

Желательно ознакомиться, например, и с такими важными проявлениями силы Лоренца, как эффект Холла, МГД – генератор, циклические ускорители элементарных частиц.

Без знания определения магнитного потока нельзя понять явление электромагнитной индукции. Выясните единицы измерения для , , μ_о, μ, магнитного момента и потока.

Электромагнитная индукция

Важнейший закон электромагнетизма – закон электромагнитной индукции Фарадея.

Этому закону следует уделить особое внимание. Необходимо понять, что он является формой проявления закона сохранения и превращения энергии (вывод Гельмгольца).

Закон Фарадея формулируется качественнои количественно для замкнутого контура вместе с правилом Ленца, определяющим направление Э.Д.С. индукции.

По правилу Ленца индукционный ток создает поле, препятствующее изменению магнитного потока, вызвавшего Э.Д.С. Правило Ленца примените для нескольких примеров.

Обязательно надо разобрать явление само- или взаимоиндукции как частный случай явления электромагнитной индукции. Запомните определение коэффициента само- или взаимо индукции и единицу его измерения. На примере соленоида, магнитное поле которого сосредоточено внутри него, следует рассмотреть вопрос об энергии магнитного поля.

Изучая магнитное поле в веществе, уясните, что в зависимости от значения магнитной проницаемости μ все вещества делятся на три группы: диа-, пара-, ферромагнетики.

Механизм намагничивания вещества достаточно уяснить с качественной стороны.

Дата добавления: 2017-02-01; Просмотров: 77; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!